Según un nuevo estudio: Las baterías de los VE duran mucho más de lo previsto

Mientras que los coches diésel funcionan y funcionan, las baterías de los coches eléctricos se estropean rápidamente y convierten el caro coche nuevo en una pérdida económica total; declaraciones como estas se pueden encontrar en las redes sociales repetidamente. P3 ha analizado los datos de más de 7.000 coches eléctricos para conocer el envejecimiento real de las baterías. Y los datos de campo ofrecen una imagen totalmente distinta.

A veces se habla del trabajo infantil en la minería del cobalto, otras de la ansiedad por la autonomía o del colapso de la red eléctrica si todos los coches eléctricos se cargan al mismo tiempo... Internet está lleno de afirmaciones falsas y medias verdades sobre los coches eléctricos y sus baterías. En cuanto un tema se refuta con hechos o queda obsoleto por la mayor autonomía y las mejores redes de recarga, se difunde el siguiente rumor. Uno de estos mitos es el envejecimiento de las baterías: los coches eléctricos usados serán casi imposibles de vender porque la batería envejece rápidamente, pierde autonomía y, en el peor de los casos, hay que cambiarla... supuestamente.

Como tantos otros mitos, el del envejecimiento de las baterías tiene algo de verdad: las baterías envejecen de dos maneras. Así que cualquiera que quiera saber más sobre los coches eléctricos se topará tarde o temprano con este tipo de historias. Una cosa está clara: la batería es el componente más caro de un coche eléctrico, y por eso surge la pregunta legítima de cómo afecta esto al valor residual del coche o con qué frecuencia hay que cambiar realmente las baterías de los coches eléctricos y qué consecuencias económicas tiene esto.

La consultora de gestión P3, especializada en movilidad eléctrica, realizó un estudio para dar una respuesta basada en hechos y contrarrestar los mitos sobre las baterías. En un primer paso, P3 examinó 50 coches eléctricos de su propia flota y, posteriormente, analizó los datos reales de medición de 7.000 coches eléctricos. P3 quiere utilizar los resultados para ofrecer a los consumidores información completa que elimine los malentendidos sobre la movilidad eléctrica y la duración de las baterías. "La desinformación puede tener un impacto negativo en la transición a la movilidad eléctrica al alimentar temores infundados y reducir así la aceptación social y la penetración en el mercado de los vehículos eléctricos. Por lo tanto, proporcionar datos fiables y transparentes es crucial para ofrecer una imagen realista de la duración real de las baterías y reforzar así la confianza en los vehículos eléctricos", afirma el libro blanco.

El estado de salud como principal indicador

Antes de pasar a los resultados, aclaremos brevemente algunos términos. El "estado de salud", abreviado SoH, es fundamental para el envejecimiento de las baterías. No existe una definición estandarizada; en esta publicación, P3 se refiere únicamente a la capacidad de la batería. El SoH se define como la relación entre la capacidad actual medida y la capacidad en estado nuevo; en sentido estricto, la capacidad neta en cada caso, es decir, el contenido energético que el cliente puede utilizar. La capacidad bruta, es decir, el contenido energético instalado en el vehículo, es mayor pero irrelevante aquí. Al final, sólo cuenta la energía disponible para el cliente en el coche eléctrico. En otras palabras, la capacidad neta cuando la batería es nueva corresponde a un SoH del 100%. Si la capacidad actual disminuye más tarde, el SoH también cae por debajo del 100%. Las condiciones de garantía del fabricante suelen especificar un 70% u 80% tras un determinado kilometraje o periodo de uso.

Para completar, a menudo se habla de envejecimiento "natural" y "cíclico". Durante el envejecimiento natural de una batería, las estructuras químicas de las celdas de la batería cambian, incluso sin un uso activo. El envejecimiento cíclico provoca un estrés adicional debido a la carga y descarga de la batería. Ambos factores no pueden evitarse por completo (más información al respecto más adelante) y no pueden separarse claramente el uno del otro. Por este motivo, la definición de SoH no incluye valores como el historial de carga y descarga, sino sólo la capacidad, que es relevante para los coches eléctricos desde el punto de vista del cliente.

Analizados los datos de más de 7.000 vehículos

La novedad de este estudio es que se basa en datos reales de vehículos en circulación. En su modelo SoH, P3 realizaba anteriormente predicciones sobre la vida útil basadas en datos académicos y mediciones de laboratorio, normalmente a nivel de celda. Los datos de los coches eléctricos añaden no sólo factores externos como las influencias ambientales y el comportamiento de conducción y carga, sino también la programación del sistema de gestión de la batería y las estrategias de envejecimiento aplicadas por los fabricantes de automóviles en cuanto a cómo estresan y/o protegen sus baterías.

P3 adoptó dos enfoques para obtener los importantísimos datos de los vehículos: En primer lugar, se midieron 50 vehículos de la propia flota de la empresa, se examinó el envejecimiento previo de la batería y se correlacionó el SoH con el uso y el comportamiento de carga. "Los vehículos se seleccionaron para obtener información sobre el mayor número posible de perfiles diferentes de conducción y carga y para identificar diferencias entre los fabricantes", afirma P3.

Para respaldar estos análisis cualitativos individuales con datos más cuantitativos, en el segundo paso participó la empresa austriaca de diagnóstico de baterías Aviloo. Según esta última, ya ha realizado más de 60.000 pruebas de capacidad. Una breve digresión: Aviloo ofrece dos análisis diferentes, el "Flash Test" y el "Premium Test". En ambos casos, el llamado Aviloo Box, un dongle OBD, se conecta al puerto OBD del vehículo. Para el "Premium Test", la batería se carga al 100% y se reduce al 10% con la mochila conectada. De este modo, se miden y analizan en los servidores de Aviloo innumerables datos relevantes para la batería. El "Flash Test" sólo tiene lugar con el vehículo parado y analiza los valores medidos disponibles a partir de la base de datos creada para cada tipo de batería mediante el "Premium Test".

Para su análisis, P3 utilizó los registros de datos de más de 7.000 vehículos, todos ellos analizados mediante el "Premium Test", un procedimiento más complejo pero también más preciso. Este conjunto de datos también incluía vehículos con un kilometraje superior a 300.000 kilómetros. "Esto permitió evaluar el envejecimiento de la batería con más detalle y de forma más cuantitativa en relación con el kilometraje", afirma el libro blanco. "Esto complementa específicamente el análisis de la flota P3 y proporciona una base de datos más amplia para una evaluación bien fundamentada".

Imagen: Grupo P3

Y la evaluación tiene un resultado claro: en los primeros 30.000 kilómetros aproximadamente, la pérdida de capacidad se acelera, lo que significa que el estado de salud desciende con relativa rapidez del 100% a alrededor del 95%. La buena noticia es que la degradación real disminuye al aumentar el kilometraje. Los datos de Aviloo de los 7.000 vehículos muestran un SoH (medio) de alrededor del 90% a los 100.000 kilómetros. Y después, la línea de tendencia es casi horizontal; entre 200.000 y 300.000 kilómetros, es casi estable, y está muy por encima del 70-80% de la garantía de la batería. De hecho, está más cerca del 87%.

Hay una explicación sencilla para la rápida pérdida de SoH en la fase inicial: en el ánodo (es decir, el terminal negativo) de la célula de la batería se forma la denominada capa SEI (interfase de electrolito sólido) durante los primeros ciclos de carga y descarga. Se trata de depósitos de productos de reacción del electrolito que siempre se forman. Dependiendo del vehículo y de la química de la batería, esto puede ocurrir de formas muy diferentes, por lo que hay una gran variación en los datos. Sin embargo, la línea de tendencia de los más de 7.000 conjuntos de datos de vehículos proporciona una buena estimación.

Y los datos de los 50 vehículos P3 también coinciden con los resultados del análisis de Aviloo. Algunos de estos vehículos también se utilizaron para otras pruebas, por lo que el perfil de conducción y carga de estos vehículos puede ser más extremo que el de un coche de empresa que se utiliza principalmente para desplazarse al trabajo. No obstante, sus baterías han demostrado ser duraderas: "Casi todos los vehículos P3 probados tienen un SoH superior a 90%. Esto indica que las baterías de la flota P3 siguen funcionando muy bien a pesar de los distintos fabricantes, los diferentes perfiles de uso y el uso intensivo."

Otra conclusión interesante de los más de 7.000 conjuntos de datos: Los datos de campo sugieren que la capacidad real de la batería se mantiene durante más tiempo del supuesto en condiciones reales, especialmente con los elevados kilometrajes, a menudo citados, de 200.000 kilómetros y más. Basándose en las pruebas de laboratorio de las células, el modelo SoH publicado por P3 en 2023 daba una previsión mucho más pesimista sobre la salud de las baterías. Hasta unos 50.000 kilómetros, el modelo de laboratorio y los datos de campo coinciden aproximadamente, por encima de los 100.000 kilómetros. Sin embargo, las líneas de tendencia divergen significativamente. P3 concluye que los perfiles reales de los usuarios y el control de las celdas por el sistema de gestión de baterías sobre el terreno reducen significativamente el envejecimiento.

Pero, ¿cómo puede explicarse la variación observada? Al fin y al cabo, algunos vehículos siguen teniendo un SoH extremadamente alto después de más de 50.000 kilómetros, mientras que algunos vehículos siguen estando al 98% después de casi 200.000 kilómetros, mientras que otros caen rápidamente por debajo del 90%. De hecho, el comportamiento de carga y uso de los conductores y los propios vehículos influyen en ello, al igual que los fabricantes. Por un lado, el búfer previsto (es decir, la diferencia entre la capacidad bruta y la neta) desempeña un papel importante en términos de tamaño y utilización del búfer. Esto se debe a que puede utilizarse, por ejemplo, para reducir el envejecimiento perceptible durante el periodo de garantía, liberando un poco más de capacidad neta con el paso del tiempo. Por otro lado, el comportamiento de carga puede ajustarse mediante una actualización del software. Por un lado, puede tratarse de una mayor potencia de carga para tiempos de carga más cortos, lo que provoca un mayor estrés en la célula. Por otro lado, también es posible que una actualización mejore el control de las células, por ejemplo, optimizando el preacondicionamiento para reducir el estrés durante la carga rápida en condiciones subóptimas.

La base de datos se deteriora con el kilometraje

No pueden dejar de mencionarse dos críticas a los conjuntos de datos: La propia P3 señala que la base de datos de vehículos con más de 200.000 kilómetros es significativamente menor que la de vehículos con menor kilometraje. "La razón es que sólo hay unos pocos vehículos con un kilometraje tan largo. Esto limita en cierta medida la validez de los datos para kilometrajes elevados y también provoca una mayor dispersión de los datos", señala el estudio. También hay que tener en cuenta el "sesgo de supervivencia". Al fin y al cabo, sólo se midieron los vehículos de alto kilometraje que seguían siendo aptos para circular a los 200.000 o 300.000 kilómetros. No se incluyeron los vehículos que dejaron de utilizarse por fallo de la batería. Eso puede hacer que la fiabilidad de los vehículos parezca demasiado positiva. Pero el gran problema es que incluso si un coche eléctrico falla prematuramente, según las estadísticas de averías del ADAC a partir de 2023, esto sólo se debe ocasionalmente a la batería de tracción. "Los casos individuales, como los fallos causados por un comportamiento de uso especial o errores de producción, todavía pueden ocurrir y a menudo ocurren dentro del período de garantía y, por lo tanto, rara vez suponen un riesgo financiero para los consumidores", escribe P3.

Entonces, ¿qué pueden hacer los consumidores para mejorar la salud de las baterías y ralentizar el proceso de envejecimiento? A grandes rasgos, con una conducción y un comportamiento de carga cuidadosos. Para una respuesta más detallada, hay que distinguir entre envejecimiento natural y cíclico. Importante: Se trata de afirmaciones generales. En casos individuales, es posible un comportamiento diferente según el vehículo y la batería. No obstante, las siguientes recomendaciones de P3 no dañarán la batería.

En el caso del envejecimiento de los calendarios con el paso del tiempo, los principales factores son la temperatura y el estado de carga. Cuando no se utilizan, las pilas prefieren temperaturas bajas o medias, inferiores a 25 grados, según P3. Una temperatura demasiado alta (se habla de más de 60 grados) es un "motor de reacciones químicas, lo que provoca una degradación acelerada de la capacidad". Sin embargo, el vehículo o la gestión de la batería también pueden ayudar aquí, como muestra nuestra inmersión técnica en la plataforma PPE del Grupo VW. El nivel de carga al que se aparca un coche eléctrico durante un periodo de tiempo prolongado también es importante. Un nivel de carga más alto significa un voltaje más alto en la célula, lo que acelera el envejecimiento durante un periodo de tiempo más largo. P3 recomienda aparcar el vehículo con un nivel de carga bajo o medio (entre el 10% y el 50%) para periodos de estacionamiento muy largos.

Una conducción y un comportamiento de carga suaves ayudan a la batería

La temperatura también influye en el envejecimiento cíclico, es decir, en la utilización, pero en un ámbito diferente. Si la batería se utiliza, no debe estar ni demasiado caliente ni demasiado fría. Esto se aplica a la carga (rápida) y a la conducción. Las altas corrientes (carga rápida, fuerte aceleración, conducción a alta velocidad) no suelen favorecer el SoH, pero especialmente a temperaturas extremas. En otras palabras, lo ideal sería un comportamiento de conducción moderado con velocidades bajas y constantes y cargas rápidas poco frecuentes a temperaturas medias, y con una profundidad de descarga baja, es decir, si el nivel de carga se mantiene entre el 20% y el 80%. No es el fin del mundo si se desvía de esto en casos individuales (porque la carga rápida también es necesaria en la autopista en invierno). Sin embargo, un comportamiento de conducción y carga predominantemente suave puede ralentizar el envejecimiento de la batería.

La encuesta también muestra que el envejecimiento real de las baterías rara vez incumple los términos de la garantía de las mismas. Actualmente, la garantía estándar de los sistemas de baterías para vehículos eléctricos es de ocho años o 160.000 kilómetros, y los primeros fabricantes ofrecen hasta 250.000 kilómetros y diez años. Lexus ofrece incluso una extensión de la garantía hasta un millón de kilómetros o diez años en el UX300e (aunque no se utiliza mucho). Así pues, la batería suele durar mucho más que la garantía u otras partes del vehículo.

Imagen: Grupo P3

Gracias a su larga vida útil, también es posible un segundo uso de la batería después de la "primera vida" en el vehículo, por ejemplo, como almacenamiento de energía estacionaria: la "segunda vida". Sólo después de este segundo uso, es decir, unos 20 años o más, una batería pasa al reciclaje. Al menos ése es el modelo.

Para responder a la pregunta planteada al principio sobre el valor residual, éste depende en gran medida de la fase de utilización actual. Dentro del periodo de garantía del fabricante, es naturalmente más alto que una vez expirada la garantía, aunque la batería del vehículo siga funcionando. El valor residual disminuye a medida que deja de sustituirse o repararse en garantía. "Dentro del periodo de garantía, la pérdida de valor depende en gran medida del envejecimiento y de la capacidad restante", escribe P3. "Una vez expirada la garantía, cabe esperar una mayor pérdida de valor. Al final de la primera vida útil, dependiendo del coste de las baterías nuevas, la batería todavía puede tener un valor residual significativo a través de un segundo uso."